Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET-CT)

Transcrição

1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Biociências Departamento de Biofísica Biofísica Biomédica III BIO10016 Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET-CT) Franciele Giongo e Luíza Fortes

2 Histórico PET 1896: Henri Becquerel descobre a radioatividade natural dos sais de urânio; 1898: Pierre e Marie Curie descobrem o elemento rádio; 1913: Princípio do traçador proposto por George de Hevesy; 1932: Invenção do cíclotron por Ernest O. Lawrence; : Produção de radionuclídeos em larga escala;

3 Histórico PET 1951: Utilização de emissores de pósitrons para detectar tumores de cérebro, proposta por Gordon L. Brownell ao neurocirurgião William H. Sweet; 1970: Desenvolvimento do PET por dois grupos de físicos, um da Universidade de Washington, chefiado por Michael E. Phelps, e um segundo grupo da UCLA, chefiado por Z.H.Cho; 1973: Michael Phelps et. al. realiza os primeiros exames de PET/scan na Universidade de Washington.

4 Histórico PET 1990: Até então, os exames de PET eram usados somente para investigação médica; Década de 1990: Tecnologia PET passa a ser usada na rotina de grande parte das clínicas nucleares com o uso de 18 F-FDG; 1998: PET é usado pela primeira vez na oncologia, a fim de detectar estágios iniciais de câncer de pulmão; 2000: Combinação do PET com a Tomografia Computadorizada (PET-CT) por David Townsend e equipe, na Universidade de Pittsburgh.

5 PET-CT Tomografia por Emissão de Pósitrons

6 Mecanismo de Funcionamento Cristal de cintilação Fotodetector Computador Energia do fóton Sinal luminoso Sinal Eletrônico Imagem

7 Mecanismo de Funcionamento 511 KeV Fig. 1. Representação esquemática do funcionamento do PET-CT.

8 Mecanismo de Funcionamento ; canismo de detecção Eventos verdadeiros; Cristal de Erros: cintilação Fotodetector São efeitos físicos que Computador poderiam comprometer a Energia Sinal Sinal integridade dos dados registrados Imagem do fóton luminoso eletrônico pelo PET, sendo FUNCIONAMENTO corrigidos antes da reconstrução das imagens; Coincidências randômicas, espalhamento e atenuação. colimação eletrônica ômicas (B); eriam idade dos PET são onstrução Fig. 2. Esquema de um detector por coincidência de PET. Estão ilustrados os eventos verdadeiros (A), coincidências randômicas (B) e espalhamento (C). r por coincidência em PET. (A) Evento verdadeiro; (B) coincidência Fig. 3. Funcionamento da colimação eletrônica na detecção de eventos verdadeiros.

9 12 PET-CT Tomografia FUNCIONAMENT por Emissão de Pósitrons Fig. 4. Diagrama esquemático do funcionamento do PET-CT. (Beyer, Townsend et al., 2000) igura 5: Diagrama esquemático simplificado da PET-CT. Centros do campo de detecção do PET e

10 PET-CT Tomografia por Emissão de Pósitrons 23 PROCESSAMENTO DA IMAGEM Figura 9: (A) Imagens geradas por CT, PET, fusão e MIP. Em (B), cortes transaxiais Fig. 5. (A) Imagens geradas por CT, PET, fusão e MIP. Em (B) cortes transaxiais.

11 PET-CT Tomografia por Emissão de Pósitrons Vídeo: PET-CT Exam

12 PET-CT Tomografia por Emissão de Pósitrons Importante para o diagnóstico precoce de doenças e para avaliar o funcionamento normal dos órgãos; O PET combinado com CT permite informações mais detalhadas, visto que o PET demonstra a função biológica do corpo antes que mudanças anatômicas ocorram, enquanto que o exame CT fornece informações sobre a anatomia do corpo.

13 Cíclotron Fig. 6. Cíclotron de 30MeV do Instituto de Pesquisas Nucleares e Energéticas (IPEN), São Paulo.

14 Radionuclídeos 18 F: Mais usado, fluordeoxiglicose (FDG), análogo da glicose. Por ser consumido por células ativas, sua presença indica função metabólica tecidual. Aplicabilidade principal em oncologia; 11 C: Marca PIB (Pittsburgh compound) e é mundialmente utilizado para diagnóstico diferencial da Doença de Alzheimer;

15 Radionuclídeos PRINCÍPIO D 13 N: Função 9ventilatória, imagens de cérebro e coração; 15 O: Consumo de oxigênio, fluxo sanguíneo e perfusão pulmonar. Fig. 7. Principais radionuclídeos usados conjugados com radiofármacos no PET

16 Aplicabilidade Oncologia: detectar câncer, metástases, a efetividade de uma terapia ontogênica e a presença de recidivas; Cardiologia: determinar o fluxo sanguíneo cardíaco, o efeito de ataques cardíacos e infarto do miocárdio; Neurologia: avaliar anormalidades cerebrais, tais como tumores, problemas de memoria, Doença de Alzheimer e localizar o foco epileptogênico em pacientes epilépticos candidatos a cirurgia.

17 26 26 Aplicabilidade APLICABILIDADE METÁSTASES (A) (A) Metástases (B) A B Figura 11: 11: Imagens geradas por PET. Observação de metástases (A) na região tóraco-abdominal e (B) metástases no no tórax. Fig. 8. (A) Imagens geradas por PET de metástases (A) na região tóraco-abdominal e (B) no tórax.

18 Aplicabilidade Doença de Alzheimer Fig. 9. A Figura 1 mostra atividade normal em um cérebro saudável, detectada por PET. A Figura 2, também um exame de PET, mostra o cérebro de um indivíduo com Doença de Alzheimer. A área cinza na Figura 2 mostra níveis mais baixos de atividade cerebral.

19 Aplicabilidade Glioblastoma multiforme Fig. 10. Paciente de 56 anos com glioblastoma multiforme no lado direito na área frontal do cérebro próximo à fissura interhemisférica.

20 Aplicabilidade A Doença de Alzheimer B Fig. 11. A imagem mostra o 4D PET-CT do mesmo paciente, (A) antes e (B) depois do tratamento contra o tumor. O exame indica que o tumor foi completamente destruído.

21 PET-CT no Brasil 1998 Instalação de uma câmara PET/ SPECT no Serviço de Radioisótopos do Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FMUSP); 2002 Instalado o primeiro tomógrafo dedicado a PET no Serviço de Radioisótopos do InCor, substituindo o sistema PET/ SPECT; Até o início de 2004, outros três sistemas, do tipo combinado PET/CT, foram instalados na Cidade de São Paulo, todos em hospitais privados.

22 PET-CT no Brasil Atualmente, o procedimento pode ser realizado em varias cidades do Brasil, como São Paulo, Campinas, Brasília, Porto Alegre, Curitiba e Rio de Janeiro; Com a criação do Instituto do Cérebro na PUCRS (InsCer), o inicio da produção de radiofármacos em Porto Alegre esta previsto para meados de Novembro.